自錨式懸索橋混凝土主塔防腐涂裝研究與應(yīng)用

李庭波 黃卓著

(1.佛山市佛清從高速公路有限公司，廣東 佛山 528500;2.廣東省佛山公路工程有限公司，廣東 佛山 528000)

0 引言

佛山平勝大橋“佛山一環(huán)”上的一座特大型獨(dú)塔四索面自錨式懸索橋，主塔采用橫向三柱門式鋼筋混凝土獨(dú)塔，主跨為350 m，邊跨為224 m，一跨跨越東平水道。該地常年氣溫較高，雨量充沛，大氣污染嚴(yán)重，是廣東省降水酸化較嚴(yán)重的地區(qū)之一，至2012年已連續(xù)17年被廣東省列為廣東重酸雨區(qū)。酸雨降落在混凝土表面，不僅使混凝土變色，表層剝落，而且會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。主塔是自錨式懸索橋不可更換的主要承重構(gòu)件，其耐久性直接關(guān)系到橋梁的使用壽命。因此對(duì)重酸雨區(qū)自錨式懸索橋混凝土主塔防腐涂裝技術(shù)進(jìn)行研究具有重要的意義。

1 酸雨對(duì)混凝土的腐蝕機(jī)理

2 涂裝方案設(shè)計(jì)

混凝土的防腐涂裝能在防腐壽命內(nèi)有效抵御外來腐蝕介質(zhì)的侵蝕，延緩了混凝土的腐蝕破壞，提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。防腐壽命主要由涂層配套體系和使用環(huán)境來決定。混凝土表面防腐涂層設(shè)計(jì)年限一般分為普通型(10年)和長效型(20年)兩類[2]。

2.1 涂裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)相關(guān)研究成果及推廣使用情況可知:采用封閉漆+中間漆+面漆的涂裝體系，防腐效果較好。其中:1)封閉漆:須有良好的力學(xué)性能和耐堿性，與混凝土基面具有優(yōu)異的潤濕性、滲透性、吸附力，具有優(yōu)異的施工性能和施工環(huán)境的適應(yīng)性;2)中間漆:須有優(yōu)異的力學(xué)性能和良好的屏蔽、抗?jié)B透性，與底層和面層涂料有良好的配套性，具有優(yōu)異的施工性能和施工環(huán)境的適應(yīng)性;3)面漆:須有優(yōu)良的耐候性和裝飾性能，并能有效地保護(hù)整個(gè)涂層體系避免早期失效[3]。

平勝大橋混凝土主塔涂裝防護(hù)根據(jù)其所處的重酸雨區(qū)的腐蝕環(huán)境，參照相關(guān)防腐標(biāo)準(zhǔn)和防腐涂裝實(shí)踐，采用封閉漆+中間漆+面漆的涂裝體系(如表1所示)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為20年。

2.2 涂裝美觀設(shè)計(jì)

綜合橋塔的造型、周圍建筑環(huán)境和嶺南人文環(huán)境等因素考慮，平勝大橋混凝土主塔防腐涂裝面漆采用與不易褪色且與混凝土顏色相近的灰白色，與主纜的火紅色和吊索的橘黃色形成強(qiáng)烈的反差，彰顯出主塔的巍峨壯觀和主纜的優(yōu)美弧線。

表1 平勝大橋混凝土主塔涂裝防護(hù)體系表

2.3 涂裝施工工藝及流程

基層狀況、表面處理和施工工藝決定了涂層能否有效地發(fā)揮涂層體系的防腐功效。工藝技術(shù)、涂裝設(shè)備、涂裝過程控制是施工應(yīng)用技術(shù)的三大核心。其中施工過程控制尤為重要，正所謂“三分材料，七分施工”[4]。平勝大橋主塔防腐涂裝施工工藝見表2。

1)基層處理及含水率檢測:基層的含水率和表面平整度、清潔度、堅(jiān)實(shí)度等指標(biāo)是影響涂裝質(zhì)量的關(guān)鍵，因此需基層涂裝前進(jìn)行含水率檢測、缺陷處理。處理不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致涂層空鼓、起泡、翹皮和脫落。2)封閉底漆涂裝:按產(chǎn)品要求，將涂料配好調(diào)成規(guī)定粘度(或規(guī)定量稀釋劑)，用刷涂法施工以保證封閉漆將裂縫、蜂窩、麻面、孔洞、凹坑等處充分涂覆。對(duì)于錯(cuò)臺(tái)較大的表面、疏松敲掉部位、較大的凹坑、棱角線缺陷以及切除鋼筋頭處、預(yù)埋件以及砂眼、孔洞、蜂窩、麻面等小缺陷部位以及模板痕跡等處需用環(huán)氧膩?zhàn)舆M(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后再拋磨打磨平整。3)環(huán)氧云鐵中間漆涂裝:膩?zhàn)哟蚰ズ蟛捎脻L涂法涂裝環(huán)氧云鐵中間漆，中間漆滾涂時(shí)要求涂層均勻、色澤一致，不得有流掛、漏涂、氣泡等現(xiàn)象。涂完中間漆若發(fā)現(xiàn)模板錯(cuò)位處理不合要求或基面其他缺陷時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理。4)聚氨酯面漆涂裝:面漆對(duì)濕氣較敏感，濕度大于80%時(shí)嚴(yán)禁施工，面漆的滾涂道數(shù)決定漆膜的厚度。每道漆在25℃以上中間相隔至少4 h以上。若溫度在15℃以下，則應(yīng)在24 h后進(jìn)行。

2.4 質(zhì)量保證和檢測[6]

1)涂裝材料要求。涂裝材料(3層漆)。產(chǎn)品技術(shù)要求見表2。2)涂裝工程施工檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。參照有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3 工程實(shí)踐及結(jié)語

平勝大橋是佛山一環(huán)地標(biāo)建筑，建設(shè)期間，全國橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議多次在工地現(xiàn)場召開，在國內(nèi)外自錨式懸索橋建設(shè)史上有一定影響力，通車至今已6年，現(xiàn)運(yùn)營情況良好，主塔涂層顏色嶄新依舊，無明顯褪色。實(shí)踐證明采用封環(huán)氧封閉漆底漆(20 μm)+環(huán)氧云鐵中間漆(80 μm)+丙烯酸聚氨酯面漆(80 μm)的涂裝體系，有效抵御了酸雨的腐蝕。該涂裝防護(hù)體系對(duì)酸雨區(qū)混凝土防腐工程有重要的借鑒價(jià)值，值得廣泛推廣。

[1]金華山.C50耐酸雨腐蝕混凝土研究[D].長沙:中南大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.

[2]李運(yùn)德.混凝土結(jié)構(gòu)防腐涂裝市場前景及技術(shù)發(fā)展趨勢[J].中國涂料，2009(8):10.

[3]王 江，鴻唐全.汕頭海灣大橋混凝土結(jié)構(gòu)防腐涂裝工藝[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010(9):67-68.

[4]梁白蘭，曾榮昌，張 微.涂料涂裝防腐蝕工程的質(zhì)量控制[J].腐蝕與防護(hù)，2006，27(1):52-54.

[5]佛山市路橋建設(shè)有限公司.大跨徑自錨式懸索橋[M].北京:科學(xué)技術(shù)出版社，2008.

[6]許崇法，陳雄飛，吳建平，等.特大橋主塔混凝土結(jié)構(gòu)防腐涂裝設(shè)計(jì)與探討[J].橋梁建設(shè)，2007(4):111-115.